[發明專利]一種退役動力電池健康狀態檢測方法

在審

• 申請號: 202211301750.3
• 申請日: 2022-10-24
• 公開（公告）號: CN115639479A
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 周奕杉;賴茹詩;李金惠;董慶銀
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/388;G01R31/392;G01R31/389
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 嚴慧

1.一種退役動力電池健康狀態檢測方法，其特征在于，包括：

采集待測電池由放電狀態轉換為放電停止狀態后的兩端電壓，形成電壓-時間曲線；

基于等效電路法建立待測電池的等效電路模型，根據所述電壓-時間曲線，計算所述等效電路模型的初始參數；

根據所述初始參數計算開路電壓估算值，得到開路電壓估算值-時間曲線；

將所述開路電壓估算值-時間曲線與SOC-OCV數據庫中不同種類電池的開路電壓-時間曲線進行匹配，獲取SOC-OCV數據庫中與待測電池最貼合的開路電壓-時間曲線，并將與所述最貼合的開路電壓-時間曲線具有映射關系的電池荷電狀態-時間曲線作為所述待測電池的荷電狀態-時間曲線；

根據所述待測電池的荷電狀態-時間曲線確定待測電池的電池健康度。

2.根據權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述待測電池的等效電路模型包括：理想電池、歐姆內阻、極化電阻和極化電容；所述理想電池的正極與所述歐姆內阻的第一端電連接，所述極化電阻和所述極化電容并聯后，與所述歐姆內阻的第二端電連接；

所述初始參數包括：所述待測電池的歐姆內阻值、極化電阻值和極化電容值。

3.根據權利要求2所述的檢測方法，其特征在于，所述電壓-時間曲線包括：恒流放電階段和靜置階段；所述基于等效電路法建立待測電池的等效電路模型，根據所述電壓-時間曲線，計算所述等效電路模型的初始參數，包括：

根據公式1計算待測電池的歐姆內阻值，公式1表示為：

其中，R₀為待測電池的歐姆內阻值，I為恒流放電階段的電流值，U₁為待測電池兩端的電壓-時間曲線的起始電壓值，U₂為待測電池恒流放電開始兩端電壓瞬時降低后的電壓值；

對所述電壓-時間曲線中靜置階段的曲線進行擬合，由公式2計算時間常數，公式2表示為：

其中，U為待測電池在靜置階段的兩端電壓，t為時間，U₃為待測電池恒流放電結束兩端電壓瞬時回升前的電壓，τ為時間常數；

對所述電壓-時間曲線中的恒流放電階段進行擬合，根據公式2和公式3建立等式，求解得到所述待測電池的極化電阻值；公式3表示為：

其中，R₁為待測電池的極化電阻值；

根據所述待測電池的極化電阻值和時間常數，計算得到所述待測電池的極化電容值。

4.根據權利要求2所述的檢測方法，其特征在于，所述根據所述初始參數計算開路電壓估算值，包括：

將所述初始參數代入迭代參數方程組得到開路電壓估算值的迭代過程的迭代參數；所述迭代參數包括：狀態參數向量、輸入向量和系統輸出；其中，所述迭代參數方程組表示為：

U_t,k+U_1,k+I_kR_0,k＝OCV_k

y_k＝U_t，k+U_1，k+I_kR_0，k

θ_k＝OCV_k

其中，U_t,k為第k次測量得到的等效電路模型的端電壓，U_1,k為第k-1次計算得到的等效電路模型中極化電阻R1和極化電容C1并聯部分的電壓值，作為第k次計算中極化電阻R1和極化電容C1并聯部分的電壓值，I_k為第k次測量得到的恒流放電階段的電流，R_0,k為第k次的歐姆內阻值，OCV_k為第k次得到的開路電壓估算值，y_k為第k次計算得到的系統輸出，為第k次的輸入向量，θ_k為第k次的狀態參數向量，U_1,k+1為第k+1次計算中極化電阻R1和極化電容C1并聯部分的電壓值，ΔT為測量兩次端電壓之間的時間間隔，τ_1,k為第k次的時間常數；

根據所述迭代參數，進行多次迭代至所述狀態參數向量收斂，得到開路電壓估算值。